第7单元三相正弦交流电路

1、第第7 7单元单元 三相正弦交流电路三相正弦交流电路v 了解三相交流电的概念，理解相序的概念。v 了解三相电源星形联结的特点，了解我国电力系统的供电制。v 了解三相对称负载星形、三角形接法的特点。v 了解保护接地的原理，掌握保护接零的方法，了解其应用。v 会应用三相对称负载星形、三角形接法的特点分析三相交流电路。v 观察三相负载在有、无中线时的运行情况，测量相关数据，并进行比较。 在电力系统中，广泛应用的是三相交流电，如图7.1 和图7.2 所示，因为与单相交流电相比，三相交流电有更多的优点：三相发电机比尺寸相同的单相发电机输出功率要大；三相输电线路比单相输电线路更经济。 在工程中，也广泛使用

2、三相交流电动机作为拖动机械，如图7.3 和图7.4 所示，因为三相电动机比单相电动机结构简单，平稳可靠，输出功率大。三相交流电路基础知识三相交流电路基础知识1三相负载的接法三相负载的接法23技能实训技能实训4第1 1节 三相交流电路基础知识 一、三相交流电的基本概念 二、三相交流电的相序 三、三相交流电源一、三相交流电的基本概念一、三相交流电的基本概念三相交流电是通过三相交流发电机获得，如图7.5（a）所示。 最大值相等、频率相同、相位互差120的3 个正弦电动势，称为三相对称电动势。如果以eU 为参考正弦量，那么各相电动势的瞬时值表达式为二、三相交流电的相序 三相对称电动势随时间按正弦规律变

3、化，它们到达最大值（或零值）的先后次序，叫做相序。3 个电动势按顺时针方向的次序到达最大值（或零值），即按U-V-W-U 的顺序，称为正序或顺序；若按逆时针方向的次序到达最大值（或零值），即按U-W-V-U 的顺序，称为负序或逆序。三、三相交流电源 将三相发电机绕组的3 个末端U2、V2、W2 连接成公共点，3 个首端U1、V1、W1 分别与负载连接，如图7.7 所示，这种连接方式称为星形联结，用符号“Y”表示。3 个末端U2、V2、W2 连接成的公共点称为中性点（中点）或零点，用符号“N”表示，从中点引出的导线称为中性线（中线）或零线，一般用黑色线或白色线；从三相绕组首端引出的3 根导线称为

4、相线或火线，分别用符号“U、V、W”表示，用黄、绿、红3 种颜色区分。这种由3 根相线和1 根中线组成的供电系统称为三相四线制供电系统，用符号“Y0”表示，通常在低压配电系统中采用；在高压输电系统中，通常采用只由3 根相线组成的三相三线制供电系统，用符号“Y”表示。 三相四线制供电系统可输送两种电压，即相电压和线电压。 相电压是相线与中线之间的电压，分别用符号“UU、UV、UW”表示U、V、W 各相电压的有效值，通用符号用“UP”表示。 线电压是指相线与相线之间的电压，分别用符号“UUV、UVW、UWV”表示UV、VW、WV 之间的电压有效值，通用符号用“UL”表示。线电压与相电压之间的关系为

5、线电压UUV 与相电压UU 之间的数量关系为线电压与相电压的相位关系为线电压超前相应的相电压30。* 第2 2节 三相负载的接法 一、三相负载的星形联结 二、三相负载的三角形联结 三、 三相交流电路的功率一、三相负载的星形联结一、三相负载的星形联结1联结方式联结方式 将各相负载的末端U2、V2、W2 连在一起接到三相电源的中线上，把各相负载的首端U1、V1、W1 分别接到三相交流电源的3 根相线上，这种连接方式称为三相负载有中线的星形联结法，用符号Y0 表示。如图7.10（a）所示为三相负载有中线的星形联结的原理图，如图7.10（b）所示为其实际电路图。2电路特点电路特点 流过每根相线的电流称

6、为线电流，分别用IU、IV、IW 表示U、V、W 各线电流的有效值，通用符号用IYL 表示；流过每一相负载的电流称为相电流，分别用Iu、Iv、Iw 表示U、V、W 各相电流的有效值，通用符号用IYP 表示；流过中线的电流称为中线电流，用IN 表示。各相电流的相位差仍是120。三相负载作星形联结时，线电流等于相电流，即IYL IYP中线电流与相电流的之间的关系为对称三相负载作星形联结时，中线电流等于零，即IN=0二、三相负载的三角形联结1联结方式联结方式 将三相负载分别接到三相电源的两根相线之间，这种连接方式称为三相负载的三角形联结法，用符号“”表示。如图7.13（a）所示为三相负载三角形联结的

7、原理图，图7.13（b）所示为其实际电路图。2电路特点电路特点负载的线电压与负载的相电压的关系为UL = U P线电流与相电流之间的关系为线电流Iu 与相电流Iu 之间的数量关系为 在同一对称三相电源作用下，同一对称负载作三角形联结的相电压、相电流是作星形联结时的相电压、相电流的 倍，同一对称负载作三角形联结的线电流是作星形联结时的线电流的3 倍。三、 三相交流电路的功率在三相交流电路中，三相负载消耗的总功率等于各相负载消耗的功率之和在对称三相电路中，各相电压是对称的，各相负载是对称的。因此，在对称三相电路中，三相对称负载消耗的总功率为三相对称负载不论作星形联结还是作三角形联结，对称三相电路的

8、总有功功率为第3 3节 用电保护 一、接地装置 二、用电保护措施一、接地装置一、接地装置1.“地地”的概念的概念 “地”是指电气上的“地”，即指如图7.15 所示的距接地点20 m 以外地方的电位（该处的电位已接近零）。2. 接地的作用与种类接地的作用与种类 接地的主要作用是保证人身和设备的安全。若按接地的目的及工作原理来分，有保护接地、保护接零、工作接地和重复接地4 种。（1）保护接地。）保护接地。保护接地就是将正常情况下不带电，而在绝缘材料损坏后或其他情况下可能带电的电气设备金属部分（即与带电部分相绝缘的金属结构部分）用导线与接地体可靠连接的一种保护接线方式，如图7.16 所示。（2）保护

9、接零。）保护接零。保护接零是将电气设备的外壳及金属支架等与零线连接，以保护人身安全的一种用电安全措施，如图7.17 所示。 家用电器插座是供移动电器设备如台灯、电风扇、电视机、洗衣机等连接电源用的。因为家庭用电中的供电系统一般为TT 系统（采用保护接地方式），所以为了保证用电安全，插座的接线必须做到：“左零右火上接地”，接线时专用接地插孔应与专用的保护接地线相连，如图7.18 所示。如果供电系统为TN 系统（采用保护接零方式），则插座上面的插孔为接零线，这根接零线必须接在零线的干线上（一般从电源端专门引来），而不应就近利用引入插座的零线。图7.18 家用电器插座的接线保护接地与保护接零的区别。

10、 保护原理不同。 适用范围不同。 线路结构不同。（3）工作接地。）工作接地。工作接地是为保证用电设备安全运行，将电力系统中的变压器低压侧中性点接地，如图7.19 所示。（4）重复接地。）重复接地。重复接地是在三相四线制保护接零电网中，除了变压器中性点的工作接地之外，在零线上一点或多点与接地装置的连接，如图7.20 所示。 根据国际电工委员会（IEC）规定，将低压配电系统按接地方式不同分为3 类，即TN、TT、IT 系统。 TN 系统：电源变压器中性点接地，电气设备金属外壳与中性线相连。根据电气设备金属外壳与系统连接的不同方式又可分3 类：即TN-C 系统（三相四线制，用工作零线N 兼作接零保护

11、线PE，称为保护中性线，可用NPE 表示）、TN-S 系统（三相五线制，把工作零线N 和专用保护线PE 严格分开）、TN-C-S 系统（在低压电气设备电源进线点前，N 线和PE 线是合一的；电源进线点后，N 线和PE 线是分开的）。 TT 系统：电源变压器中性点接地，电气设备金属外壳采用保护接地。 IT 系统：电源变压器中性点不接地（或通过高阻抗接地），而电气设备金属外壳采用保护接地。二、用电保护措施v1正确安装用电设备v2电气设备采用保护接地v3电气设备采用保护接零v4采用漏电保护装置v5采用各种安全保护用具* * 技 能 实 训知识知识1 三相负载的接法三相负载的接法 三相负载的接法有星形

12、联结（Y）和三角形联结（）两种。想想这两种接法的接法和特点。 将各相负载的末端U2、V2、W2 连在上，把各相负载的首端U1、V1、W2 分别接到上，这种连接方式称为三相负载有中线的星形联结法。星形联结时，UYL UYP， IYL IYP。 将三相负载分别接到，这种连接方式称为三相负载的三角形联结法。三角形联结时，U L U P，I L I P。知识知识2 中线的作用中线的作用 在三相四线制电路中，中线的作用是 ，从而保证电路安全可靠地工作。知识知识 三相负载接法选择三相负载接法选择 三相负载接法选择根据和而定，务必使每相负载所承受的电压等于额定电压。如对线电压为380 V 的三相电源来说，当电动机每相绕组的额定电压为220 V 时，电动机应连；当电动机每相绕组的额定电压为380 V 时，则应连